工程制圖混合式教學(xué)改革與實(shí)踐

方錫武 蔣麒麟 李芳

[摘 要]文章研究和構(gòu)建了工程制圖課程基于知識(shí)點(diǎn)的線上視頻資源，以滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需求;同時(shí)采用教師線上和線下導(dǎo)學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)工程制圖混合式教學(xué)?；旌鲜浇虒W(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生之間的協(xié)作能力和溝通交流能力，增強(qiáng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、分析與解決問題能力、創(chuàng)新能力，提升了工程制圖課程的教學(xué)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]知識(shí)點(diǎn);混合式;工程制圖;自主學(xué)習(xí)

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2022）01-0005-04

工程制圖作為理工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程，在機(jī)械與材料、能源與動(dòng)力、汽車與交通等專業(yè)領(lǐng)域具有重要的作用。隨著工業(yè)新技術(shù)、新學(xué)科的出現(xiàn)，一方面，工程制圖課程學(xué)時(shí)縮減，但課程本身的教學(xué)內(nèi)容沒有變化，且這門課程具有點(diǎn)多面廣的特點(diǎn)，另外，一些大學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力不足。這些變化和特點(diǎn)要求教師必須采用更加有效的教學(xué)模式和教學(xué)方法，充分利用課堂時(shí)間讓學(xué)生及時(shí)掌握課程內(nèi)容;同時(shí)也要求學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，積極利用課外時(shí)間，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)自身獨(dú)立分析、解決問題的能力和創(chuàng)新思維能力，從而達(dá)成教學(xué)目標(biāo)和完成教學(xué)任務(wù)。另一方面，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和成熟，網(wǎng)上數(shù)字化教學(xué)資源日益豐富，網(wǎng)絡(luò)視頻公開課蓬勃發(fā)展，如國家教育部“十二五規(guī)劃”的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目精品資源共享課和視頻公開課，還有從國外引入的公開課、微課、SPOC和MOOC等[1]。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)突破了傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空限制，具有教學(xué)內(nèi)容全面、覆蓋面廣、教學(xué)服務(wù)全方位等優(yōu)勢(shì)[2-3]。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)給自主學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生提供了便利，但對(duì)于學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)的學(xué)生，即使給他們提供視頻資源鏈接，讓他們自主學(xué)習(xí)，他們的學(xué)習(xí)效果也無法達(dá)到預(yù)期。問題的根源是學(xué)生經(jīng)過從小學(xué)到中學(xué)的被動(dòng)式灌輸學(xué)習(xí)后，難以突然適應(yīng)自主學(xué)習(xí)。

許多教育工作者對(duì)各類課程進(jìn)行了混合式教學(xué)改革，尹苗[4]對(duì)細(xì)胞生物學(xué)課程進(jìn)行了混合式改革的教學(xué)實(shí)踐， 對(duì)該課程混合式教學(xué)理念的構(gòu)建、實(shí)施過程、評(píng)價(jià)方式、教學(xué)效果、存在問題及對(duì)策進(jìn)行了深入闡釋與討論。通過改革與實(shí)踐，其認(rèn)為混合式教學(xué)可以促進(jìn)學(xué)生協(xié)作能力、分析與解決問題能力、溝通交流能力、自主學(xué)習(xí)能力及綜合能力的提升， 有助于他們深入學(xué)習(xí)知識(shí)和熟練掌握技能。史俊偉[1]將教學(xué)內(nèi)容以知識(shí)點(diǎn)類型為分類標(biāo)準(zhǔn)重新進(jìn)行梳理和歸類，根據(jù)各知識(shí)點(diǎn)的類型和認(rèn)知維度，從教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)、信息化教學(xué)環(huán)境創(chuàng)建、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)、考評(píng)方式設(shè)計(jì)五個(gè)方面進(jìn)行了探索，形成了符合課程和學(xué)生發(fā)展特點(diǎn)的混合式教學(xué)模式。王少欽[5]將傳統(tǒng)教學(xué)手段與網(wǎng)絡(luò)媒體相結(jié)合，將課堂教學(xué)與課外延續(xù)拓展相結(jié)合，將教學(xué)內(nèi)容與時(shí)代發(fā)展相結(jié)合，在課堂內(nèi)外開展多項(xiàng)圖學(xué)教學(xué)資源建設(shè)，為學(xué)生營造利用多樣化教學(xué)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)的氛圍，充分激發(fā)其對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過參與各種圖學(xué)資源建設(shè)的實(shí)踐，在自身學(xué)習(xí)效果得到提高的同時(shí)，綜合能力也得到有效提升。丁喬等[6-7]在教學(xué)中開展SC的大班授課、小班研討、線上與線下、課內(nèi)與課外、理論與實(shí)踐相結(jié)合的混合式教學(xué)實(shí)踐，促進(jìn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，強(qiáng)化了教學(xué)效果，提高了教學(xué)質(zhì)量?；旌鲜浇虒W(xué)就是把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式和互聯(lián)網(wǎng)的課程資源有機(jī)結(jié)合，既發(fā)揮教師在教學(xué)過程中引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控的主導(dǎo)作用，又充分發(fā)揮學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性。通過將這二者結(jié)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，最終獲得最佳的學(xué)習(xí)效果。本文研究和構(gòu)建了工程制圖課程基于知識(shí)點(diǎn)的線上視頻資源，滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)需求;同時(shí)采用教師線上和線下導(dǎo)學(xué)的方式，實(shí)現(xiàn)工程制圖混合式教學(xué)?；旌鲜浇虒W(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，提高了工程制圖課程的教學(xué)質(zhì)量。

一、基于知識(shí)點(diǎn)的線上視頻資源建設(shè)

（一）知識(shí)點(diǎn)劃分方法

在教學(xué)活動(dòng)中，師生是活動(dòng)和認(rèn)知的主體，知識(shí)是活動(dòng)的客體，教學(xué)過程是師生對(duì)知識(shí)所進(jìn)行的一系列認(rèn)知活動(dòng)[8]。教師如何根據(jù)教學(xué)任務(wù)及學(xué)習(xí)對(duì)象的特點(diǎn)，分解章節(jié)知識(shí)、組織教學(xué)計(jì)劃、講述授課內(nèi)容是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)能否成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通常授課前，教師必須對(duì)課程的章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行分解和重構(gòu)，以知識(shí)點(diǎn)為基本組成單位呈現(xiàn)授課內(nèi)容，這種呈現(xiàn)方式往往跟教材的平鋪直敘不同，其內(nèi)容簡潔明了，重點(diǎn)突出，同時(shí)圖文并茂，因此知識(shí)點(diǎn)的劃分至關(guān)重要。知識(shí)點(diǎn)是根據(jù)教學(xué)大綱對(duì)學(xué)科課程進(jìn)行分解后的原子單元，是教學(xué)活動(dòng)過程中傳遞教學(xué)信息的基本單元，兩個(gè)或兩個(gè)以上知識(shí)點(diǎn)的組合構(gòu)成知識(shí)單元[9-10]，課程的知識(shí)體系是由知識(shí)點(diǎn)的集合與知識(shí)點(diǎn)之間邏輯關(guān)系的集合組成的。學(xué)生對(duì)于知識(shí)體系的掌握可以分解為對(duì)知識(shí)點(diǎn)和知識(shí)點(diǎn)邏輯關(guān)系的掌握。為了保證知識(shí)點(diǎn)在課程中具有良好的共享性和重用性，在知識(shí)單元里劃分知識(shí)點(diǎn)的粒度要盡可能小，內(nèi)容要盡可能完整獨(dú)立。對(duì)于工程制圖課程來說，知識(shí)點(diǎn)主要來自制圖國標(biāo)、基本概念和定義、投影視圖的形成原理、視圖表達(dá)方法、零部件內(nèi)容和表達(dá)方法等;項(xiàng)目以教材的章、節(jié)內(nèi)容為基礎(chǔ)，采用細(xì)化思想，以樹狀圖的形式，按 “課程[→]章單元[→]節(jié)單元[→]知識(shí)單元[→]知識(shí)點(diǎn)”共五個(gè)層次組織在線課程的視頻內(nèi)容，前三個(gè)層次依附于教材，資源建設(shè)的重點(diǎn)在后兩個(gè)層次，課程共有近170個(gè)知識(shí)點(diǎn)。具體以“圖紙標(biāo)準(zhǔn)”和“基本視圖”的知識(shí)點(diǎn)為例說明其層級(jí)組織結(jié)構(gòu)和內(nèi)容組成，如圖1所示。

[工程制圖][緒論][點(diǎn)線面投影][基本知識(shí)和技能][聯(lián)結(jié)件和傳動(dòng)件] [基本體][組合體][軸測(cè)投影][機(jī)件表達(dá)方法][計(jì)算機(jī)繪圖][裝配圖][零件圖][基本知識(shí)和技能][幾何作圖][平面圖形畫法][章][剖視圖][斷面圖][其他表達(dá)方法][國標(biāo)介紹][局部視圖][斜視圖][節(jié)][引入][視圖][注意事項(xiàng)][舉例][國標(biāo)概念][圖紙標(biāo)準(zhǔn)][比例標(biāo)準(zhǔn)][圖線標(biāo)準(zhǔn)][字體標(biāo)準(zhǔn)][尺寸標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)][基本視圖][向視圖][標(biāo)題欄][形成原理][視圖配置與標(biāo)注][圖紙幅面][圖框格式][附加符號(hào)][知識(shí)單元][知識(shí)點(diǎn)]

（二）知識(shí)點(diǎn)視頻組織

整個(gè)課程共安排28講（次課），每次課的時(shí)間是傳統(tǒng)的2節(jié)課，內(nèi)容則以知識(shí)點(diǎn)形式呈現(xiàn)。為了引導(dǎo)學(xué)生看視頻，教師設(shè)計(jì)了每次課的視頻內(nèi)容組織關(guān)聯(lián)圖，建立多段孤立視頻（知識(shí)點(diǎn)）的內(nèi)在聯(lián)系，讓學(xué)生在第一時(shí)間了解將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容的整體架構(gòu)。為了錄制視頻方便并保證視頻不間斷，對(duì)于內(nèi)容不多且簡單的知識(shí)點(diǎn)，在知識(shí)單元內(nèi)將其與其他知識(shí)點(diǎn)合并，一般每段視頻的時(shí)間控制在15分鐘之內(nèi)，大小控制在15M左右，視頻格式為MP4格式。整個(gè)課程含170個(gè)知識(shí)點(diǎn)視頻資源，累計(jì)時(shí)長近40個(gè)小時(shí)。將視頻資源按章節(jié)組織發(fā)布在手機(jī)端對(duì)分易平臺(tái)，并在此平臺(tái)上建課。對(duì)分易平臺(tái)直接與微信互聯(lián)互通，教師與學(xué)生信息交流順暢，方便實(shí)施混合式教學(xué)。圖2為“剖視圖”這一講的視頻內(nèi)容組織關(guān)聯(lián)圖，加下劃線的為含視頻片段的知識(shí)點(diǎn)。

二、混合式教學(xué)組織和實(shí)施

（一）混合式教學(xué)組織與實(shí)施

混合式教學(xué)需要將一部分授課內(nèi)容移到課外，由學(xué)生自主觀看視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)，為此教師對(duì)課程的教學(xué)形式和方法進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。參照以往傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)踐，依據(jù)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知維度和知識(shí)維度[9]，將每次課內(nèi)容按難易程度劃分為“易、中、難”三個(gè)等級(jí)，這三個(gè)等級(jí)在整個(gè)課程中所占比例為1∶1.5∶0.6。針對(duì)三個(gè)等級(jí)，分別采用三種教學(xué)手段：對(duì)“易”等級(jí)采用“視頻為主”的授課模式，即學(xué)生看全部內(nèi)容的視頻，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí);對(duì)“中”等級(jí)采用“講+視頻”的授課模式，即教師講知識(shí)點(diǎn)（40%）和學(xué)生看知識(shí)點(diǎn)視頻（60%）相結(jié)合，教師主要講解難以理解的知識(shí)點(diǎn);對(duì)“難”等級(jí)，則采用傳統(tǒng)的課堂講授模式。另外，對(duì)于課程中較難的、具有代表性的內(nèi)容，安排兩次教師主導(dǎo)的分組討論課，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。本課程在組合體讀三視圖環(huán)節(jié)和機(jī)件表達(dá)綜合環(huán)節(jié)安排兩次教師主導(dǎo)的討論課，方式為教師給出問題，學(xué)生分組討論，形成表達(dá)方案，最后教師給出解答方案，與學(xué)生方案比較，說明教師方案的合理性和優(yōu)越性，促使學(xué)生進(jìn)一步系統(tǒng)掌握知識(shí)。

該課程一共28講，混合式授課安排如表1所示，上述安排中，“中”等級(jí)占了近一半，也突出了混合式教學(xué)不脫離教師、遵循傳統(tǒng)的特點(diǎn)。整個(gè)課程主要是學(xué)生自主學(xué)習(xí)和教師講授引導(dǎo)相結(jié)合，突出了學(xué)習(xí)中學(xué)生的主體地位和教師的指導(dǎo)地位，而且兩者密不可分。

（二）混合式教學(xué)的監(jiān)督與考核

為了督促學(xué)生完成自主學(xué)習(xí)，課程主要分為“課前布置、課前檢測(cè)、課前（中）提問、課后測(cè)驗(yàn)”四個(gè)環(huán)節(jié)。課前布置一般將要授課的內(nèi)容和要求通過對(duì)分易平臺(tái)，以微信方式發(fā)送到學(xué)生手機(jī)端，學(xué)生接收到信息后即可展開個(gè)人自主學(xué)習(xí)。課前檢測(cè)通過手機(jī)端的在線練習(xí)來檢測(cè)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)的掌握情況，也督促學(xué)生自覺看視頻。課前檢測(cè)題一般設(shè)計(jì)成10道客觀題，基本涵蓋本次學(xué)習(xí)任務(wù)的所有知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生3～5分鐘即可完成，平臺(tái)自動(dòng)判題給分和給出整個(gè)班的答題分析結(jié)果，教師根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行針對(duì)性講解，釋疑解惑。教師還可通過課前（中）提問記分等環(huán)節(jié)來檢查學(xué)生對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，可以課堂現(xiàn)場(chǎng)提問，學(xué)生即時(shí)作答，教師根據(jù)學(xué)生作答情況在對(duì)分易平臺(tái)即時(shí)計(jì)分，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)是否掌握。課后在線測(cè)驗(yàn)，每章50題，完成一章的教學(xué)任務(wù)后即發(fā)布給學(xué)生，讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)自主完成，平臺(tái)自動(dòng)記分并給出成績。

在課程考核評(píng)價(jià)方面，在傳統(tǒng)三項(xiàng)（考勤、紙質(zhì)作業(yè)、期末卷面）評(píng)定成績的基礎(chǔ)上，增加了手機(jī)端成績項(xiàng)，手機(jī)端成績項(xiàng)含考勤、課前檢測(cè)、課前（中）提問、課后測(cè)驗(yàn)、分組討論成績、點(diǎn)擊視頻量等組成，手機(jī)端成績?nèi)娣从沉藢W(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程狀態(tài)。具體占比如下：（1）總評(píng)成績=平時(shí)成績（30%）+討論課（10%）+期末卷面（60%）;（2）平時(shí)成績=紙質(zhì)作業(yè)（20%）+考勤（5%）+在線練習(xí)（30%）+課堂提問（20%）+視頻點(diǎn)擊量（25%）。

三、混合式教學(xué)效果分析

（一）學(xué)生線上學(xué)習(xí)情況統(tǒng)計(jì)

課題組對(duì)2018—2019學(xué)年的材料成型與控制工程專業(yè)學(xué)生和2019—2020學(xué)年的機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生實(shí)施兩輪混合式教學(xué)。選課學(xué)生每學(xué)年80人，共160人，每學(xué)期發(fā)布在線練習(xí)14次，實(shí)施問卷調(diào)查1次，練習(xí)完成率和問卷回收率均為100%;每次課提問3～5人，每學(xué)年共提問100次左右;每學(xué)期考勤3次;每學(xué)年視頻點(diǎn)擊量達(dá)3.2萬次，平均每個(gè)視頻每個(gè)學(xué)生點(diǎn)擊2次。對(duì)分易平臺(tái)對(duì)師生的互動(dòng)交流均有記錄，同時(shí)教師可對(duì)學(xué)生活動(dòng)進(jìn)行評(píng)分、記分。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，學(xué)生參與度高，能實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。

（二）學(xué)生學(xué)習(xí)成績分析

實(shí)施混合式教學(xué)，由于有手機(jī)端視頻資源，學(xué)生可充分利用碎片時(shí)間自主學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)過程中有疑問也可隨時(shí)在平臺(tái)通過微信與教師溝通交流，因此學(xué)習(xí)效果良好，與對(duì)比班成績相比，有明顯優(yōu)勢(shì)。表2是對(duì)比班和實(shí)驗(yàn)班的期末成績比較。

（三）學(xué)生混合式教學(xué)滿意度問卷調(diào)查

我們?cè)诘谝徽潞偷谒恼陆Y(jié)束之后進(jìn)行了兩次對(duì)混合式教學(xué)滿意度的問卷調(diào)查，調(diào)查項(xiàng)目為：（a）學(xué)生看視頻為主，教師講授為輔;（b）教師講授為主，學(xué)生看視頻為輔;（c）教師完全講授;（d）a、b、c安排為1∶1∶1，主要考查學(xué)生對(duì)混合式教學(xué)的適應(yīng)情況，調(diào)查情況如圖3所示。從圖中可以看出，學(xué)生開始有些不適應(yīng)自主學(xué)習(xí)，希望采用以教師講授為主的傳統(tǒng)授課模式，但隨著學(xué)生逐漸適應(yīng)混合式教學(xué)模式，后來反而更喜歡自主看視頻的學(xué)習(xí)模式。

四、改進(jìn)與展望

課題組利用已建設(shè)的課程資源探索了混合式教學(xué)方法、手段和考核方式，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為中心的自主學(xué)習(xí)和碎片時(shí)間學(xué)習(xí)。通過課前布置、課前檢測(cè)、課前（中）提問、課后測(cè)驗(yàn)四個(gè)環(huán)節(jié)來敦促學(xué)生完成自主學(xué)習(xí)，混合式教學(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，提高了工程制圖課程的教學(xué)質(zhì)量。下一步我們將以本學(xué)院工程教育認(rèn)證為契機(jī)，以“能力培養(yǎng)、專業(yè)需求”為目標(biāo)，進(jìn)一步研究混合式教學(xué)方法和考評(píng)機(jī)制，加強(qiáng)工程素質(zhì)教育，加強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)符合專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)需求的高素質(zhì)人才。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 史俊偉，董羽，陳章良.高校工程制圖課程混合式教學(xué)模式探索與實(shí)踐[J].圖學(xué)學(xué)報(bào)，2018（4）：791-796.

[2] 馮川鈞.高校混合式教學(xué)存在的問題及對(duì)策分析[J].中國成人教育，2017（21）：82-85.

[3] 安德森.布盧姆教育目標(biāo)分類學(xué)：分類學(xué)視野下的學(xué)與教及其測(cè)評(píng)[M].蔣小平，譯.北京：外語教學(xué)與研究出版社，2002：96-103.

[4] 尹苗，李逢慶.《細(xì)胞生物學(xué)》課程混合式教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào)，2018（2）：260-268.

[5] 王少欽，楊諄，劉曉然.基于當(dāng)代大學(xué)生特點(diǎn)的圖學(xué)教學(xué)資源建設(shè)研究[J].圖學(xué)學(xué)報(bào)，2018（6）：1225-1230.

[6] 丁喬，張孟玫，李茂盛，等.以學(xué)生為中心的機(jī)械制圖混合式教學(xué)模式研究與實(shí)踐[J].圖學(xué)學(xué)報(bào)，2018（2）：362-366.

[7] 張東梅，薛珊，彎艷玲，等.工程制圖的混合式教學(xué)研究與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2017（42）：128-129.

[8] 施岳定，張樹有，項(xiàng)春.網(wǎng)絡(luò)課程中知識(shí)點(diǎn)的表示與關(guān)聯(lián)技術(shù)研究[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2003（5）：508-511.

[9] 李衛(wèi)東.楊耐生，申強(qiáng)華，等.基于知識(shí)點(diǎn)的遠(yuǎn)程自主學(xué)習(xí)輔導(dǎo)系統(tǒng)的開發(fā)研究[J].中國遠(yuǎn)程教育，2006（11S）：69-73.

[10] 聶愛國.高等院校教學(xué)改革中的混合式教學(xué)模式探究[J].教育教學(xué)論壇，2016（38）：101-102.

[責(zé)任編輯：劉鳳華]